胶粘剂物性测试简介
时间：2024-10-24 阅读：72
胶粘剂是一种能够将两种或多种材料牢固结合在一起的物质。 胶粘剂种类非常多，按照特性分类一般有热熔胶、环氧胶电子胶、UV固化胶、聚氨酯胶、硅胶等，它们都是高分子材料合成的聚合物，在航空、化工、建材和医疗等领域都有应用。
胶粘剂是一种具备粘合特性的高分子材料，通过粘附性和内聚力将两种物体表面粘合连接，固化后具备足够的强度。为了胶粘剂的可靠性和性能验证，对其力学性能进行测试不可少的，本文从两个方面(粘接强度与流动特性)介绍几种常见的力学测试。
◆ 粘接强度
粘接强度是胶粘体系破坏时所需要的应力，其大小不仅取决于粘合力、胶粘剂的力学性能、被粘物的性质、粘接工艺，而且还与接头形式、受力情况、环境因素等有关。根据粘接接头受力情况不同，粘接强度具体可以分为剪切、拉伸、剥离、疲劳等。
1)剪切强度
剪切强度是指粘接件破坏时，单位粘接面所能承受的剪切力，其单位用兆帕(MPa)表示。按测试时的受力方式又分为拉伸剪切、压缩剪切、扭转剪切和弯曲剪切。
2)拉伸强度
拉伸强度又称均匀扯离强度、正拉强度，是指粘接受力破坏时，单位面积所承受的拉伸力，单位用兆帕(MPa)表示。
3)剥离强度
剥离强度是在规定的剥离条件下，使粘接件分离时单位宽度所能承受的最大载荷，其单位用kN/m表示。剥离的形式包括90°剥离、180°剥离、T型剥离和曲面剥离。90°剥离和180°适合于刚性材料和挠性材料粘接的剥离，T型剥离用于两种挠性材料粘接时的剥离。
4)疲劳强度
疲劳强度是指对粘接接头重复施加一定载荷至规定次数不引起破坏的最大应力。一般把在10次(可设定，依据材料特性而定)的疲劳强度称为疲劳强度极限。
◆ 流变特性
胶粘剂配方的设计和性能验证需要表面化学、流变学、破坏力学和结构设计的配合。流变学已被应用于模拟胶粘剂涂刷、压延和压出等应用工艺中的行为，模拟胶粘剂的固化与表征键合的性能。
胶粘剂的流变性参数由流变仪来测量，流变仪由扭矩传感器、马达、转子和控制系统等构成。 依据样品的不同，可选用不同的转子和测试方法，常见转子包括圆筒，锥板和平板等，常见的测试方法有：流动曲线、屈服应力、触变性等。
1)流动曲线测试
流动曲线为不同的剪切速率下样品的粘度，剪切速率的概念是表征工艺过程或手段对样品造成的剪切有多大，大多数样品都是具有剪切变稀特性。
2)屈服应力测试
屈服应力测试是力和形变的曲线，在一定力的作用下，样品的形变过程，如果说形变突然变大，那说明样品已经屈服。屈服应力在实际应用中较为常见，如硅硐胶屈服应力即表征为用多大的力从管里挤出。
3)触变性测试
触变性是胶粘剂的重要特性，可理解为时间与粘度的关系。实验过程中，先施加一个比较低的剪切，模拟静止状态下的行为，突然一个加速，模拟使用状态下的行为，粘度的状态一般都会减低，再回到低剪切的状态看它黏度的变化过程。这三个阶段就是分别模拟静止、使用、再撤掉力恢复状态的过程。
4)黏温特性测试
黏温特性是黏度与温度变化的相关测试，黏度的变化过程是随着温度的提升黏度是变化的。
胶粘剂在使用过程中，受环境影响(如温度、湿度等)和外力作用(应力集中和疲劳)等条件的影响，会加速材料的老化失效，可通过改善分子设计(调整分子量和热稳定性)和化学改性方法(接枝、共聚、交联和共混等)，进一步优化其机械性能和化学稳定性。